403秒!中国“人造太阳”刷新纪录
来源: 人民日报 2023年04月14日 10:07
2023-04-14 10:07 来源: 人民日报

第122254次实验! 4月12日21时,中国有“人造太阳”之称的全超导托卡马克核聚变实验装置(EAST)获重大成果,成功实现了403秒稳态长脉冲高约束模式等离子体运行,创造了托卡马克装置高约束模式运行新的世界纪录,对探索未来的聚变堆前沿物理问题,提升核聚变能源经济性、可行性,加快实现聚变发电具有重要意义。

第122254次实验!

4月12日21时,中国有“人造太阳”之称的全超导托卡马克核聚变实验装置(EAST)获重大成果,成功实现了403秒稳态长脉冲高约束模式等离子体运行,创造了托卡马克装置高约束模式运行新的世界纪录,对探索未来的聚变堆前沿物理问题,提升核聚变能源经济性、可行性,加快实现聚变发电具有重要意义。

“一团耀眼的白光从山脉尽头升起……”在科幻小说《三体》中,太空飞船核聚变发动机发出的光芒如同太阳。利用核聚变等技术,人类走出地球家园,走向广袤宇宙。

万物生长靠太阳。太阳之所以能发光发热,是因为内部的核聚变反应。核聚变能源的原材料在地球上极其丰富,且排放无污染,如果能造一个“太阳”来发电,人类有望实现能源自由。

但要造出能实用的“人造太阳”,需要上亿摄氏度的等离子体、超过千秒的连续运行时间和1兆安的等离子体电流,挑战极大。为此,全球科学家们已努力70多年。

形如“巨炉”,一腔“热火”胸中涌。EAST作为国家重大科技基础设施,拥有类似太阳的核聚变反应机制。

4月12日晚,在中国科学院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所EAST大科学团队多年来的聚力攻关下,EAST成功实现稳态高约束模式等离子体运行403秒,刷新2017年的101秒世界纪录,实验现场一片欢腾。

“Shot:122254。”EAST控制大厅屏幕上的数字显示,这是历经12万多次实验取得的成功。

据介绍,团队解决了长时间尺度下的等离子体位形约束、高功率射频波加热与电流驱动、等离子体与壁相互作用、关键分布参数的实时诊断等系列前沿物理和技术集成问题。

“这次突破的主要意义在于‘高约束模式’。”中科院合肥物质科学研究院副院长、等离子体物理研究所所长宋云涛说,高约束模式下粒子的温度、密度都大幅度提升,“这为提升未来聚变电站的发电效率,降低成本奠定了坚实物理基础。”

据悉,EAST装置上有核心技术200多项、专利2000余项,汇聚“超高温”“超低温”“超高真空”“超强磁场”“超大电流”等尖端技术于一炉,共有上百万个零部件协同工作。这次成功突破,离不开等离子体控制、加热、壁处理、先进诊断等技术提升和内真空室改善。

近年来,EAST装置性能不断提升,装置运行区间不断扩展,取得了多项国际托卡马克运行的重大标志性成果。EAST装置取得的系列重大创新成果,为国际热核聚变实验堆(ITER)运行和我国自主建设运行聚变堆提供了重要的实验基础。

目前,下一代“人造太阳”中国聚变工程实验堆已完成工程设计,未来将瞄准建设世界首个聚变示范堆。

(综合本报记者徐靖和新华社记者徐海涛、戴威报道)

《 人民日报 》( 2023年04月14日   第 11 版)

【责任编辑:刘澄谚 】

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